一种基于电气自动化控制精密空调的系统及方法与流程

本发明涉及精密空调自动控制技术领域，特别是涉及一种基于电气自动化控制精密空调的系统及方法。

背景技术：

随着信息化建设和it应用水平不断提升，通信、互联网等行业快速发展，数据在社会经济以及人们生活中的角色越来越重要，为保证数据中心机房的安全运行，机房环境控制显得尤为必要，精密空调是主要应用于机房环境调节的高精度空调，为数据中心机房等场所提供温度、湿度、空气洁净度检测服务以及稳定可靠的温度和湿度调节服务，从而达到提高机房设备工作稳定性、可靠性的目的。

然而，随着智慧城市、智慧工厂的建设，轨道交通事业的发展，医疗、教育等行业信息化、智能化的要求，数据中心虚拟化的发展使得机房内各服务器等设备的发热量会有更大的波动，包括不同时间的变化、不同空间上的变化；而现有精密空调通常通过设置一个大型空调机柜对机房进行环境调节，难以满足不同服务器的环境调节需求。同时，伴随着数据中心和服务器的发展，高热密度冷却的需求已经越来越强烈，并将逐渐渗透到各类型的数据中心，现有精密空调难以实现高热密度冷却过程中的均匀性，造成热点问题极为严重，且耗电量极大增加。因此，提供一种基于电子自动化控制精密空调的系统及方法显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于电气自动化控制精密空调的系统及方法，以解决现有技术中存在的技术问题，能够有效避免热点的产生，保证高热密度冷却的均匀性，实现对机房快速、精准的温度控制，同时降低精密空调的耗电量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于电气自动化控制精密空调的系统，用于对机房中的数据服务器进行环境调节，包括：微控制器、精密空调机组、环境检测装置、通风系统，所述微控制器分别与所述精密空调机组、环境检测装置连接，所述通风系统设于所述机房内部；

所述精密空调机组包括若干台子空调机，若干台所述子空调机悬空布设在所述数据服务器的顶部；所述机房划分有若干个子区域，每个子区域设有一台或多台所述子空调机；

所述环境检测装置用于检测机房中每个子区域的温度、湿度；

所述微控制器基于机房内各子区域内环境检测装置所采集的数据，对各个所述子空调机进行控制，完成机房内各子区域的环境调节；

所述通风系统用于使所述机房内的空气保持流动。

优选地，每台所述子空调机包括壳体，所述壳体底部设有出风网，所述壳体的四个侧面分别设有进风网，所述出风网处设有风扇；所述壳体内部设有制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统；所述制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统上分别设有第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，用于控制所述制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统的开闭。

优选地，所述制冷系统采用蒸发压缩式制冷循环系统，包括顺次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，所述制冷系统内设有制冷剂。

优选地，所述加热系统包括电热管，通过所述电加热管加热的方式对所述进风网吸入的气体进行加热后，通过所述出风网排出，完成加热。

优选地，所述加湿系统包括储液罐、红外加湿灯管，通过所述红外加湿灯管对所述储液罐中的水进行蒸发形成水蒸气，所述水蒸气同所述进风网吸入的气体一起，通过所述出风网排出，完成加湿。

优选地，所述环境检测装置包括温度传感器、湿度传感器，每个所述子区域内均设有一个或多个所述温度传感器、湿度传感器。

优选地，所述精密空调机组还包括进气管网、第一温度采集器、第二温度采集器，所述进气管网分别与若干个所述子空调机连接，所述第一温度采集器、第二温度采集器分别与所述微控制器连接；

其中，每台所述子空调机顶部设有进气口，所述进气管网分别与若干台所述子空调机的进气口连接，所述进气管网的进气端设于所述机房的室外，所述进气管网上设有第五电磁阀；

所述第一温度采集器用于采集机房内的温度，所述第二温度采集器用于采集机房室外的温度；

所述微控制器基于所述第一温度采集器、第二温度采集器所采集的温度控制所述第五电磁阀的开闭。

优选地，所述进风网、出风网处均设有过滤网。

优选地，还包括远程监控终端，所述远程监控终端与所述微控制器连接，所述微控制器上设有通信模块；所述远程监控终端通过所述通信模块向所述微控制器发送对所述精密空调机组进行参数设置以及开关机；所述远程监控终端还通过所述通信模块接收所述微控制器发送的机房环境监控数据。

本发明还提供一种基于电气自动化控制精密空调的方法，包括如下步骤：

实时检测所述机房中每个子区域的温湿度，并基于每个子区域的温湿度，控制各子区域的子空调机进行温湿度调节；

当所述子区域的温湿度超标时间超出预设阈值时，通过深度优先搜索算法遍历未工作的子空调机，并进行参数调节，直至所述子区域温湿度达标；

遍历完成所有未工作的子空调机且所述子区域温湿度仍未达标的情况下，基于深度优先搜索算法遍历相邻子空调机，并进行参数调节，直至所述子区域温湿度达标。

本发明公开了以下技术效果：

(1)本发明提供一种基于电气自动化控制精密空调的系统及方法，将机房划分有若干个子区域，每个子区域设置一台或多台子空调机，并通过每个子区域的温湿度传感器进行环境温度检测，从而根据各子区域的环境信息针对性地进行温湿度调节，在各服务器发热量波动大的情况下，能够满足不同服务器对温湿度的调节，且有效避免了热点问题的发生，实现了高热密度冷却过程中的均匀性，降低了电能的消耗；同时本发明通过进气管网连通室外空气，在室外空气温度低于室内时，通过进气管网将室外空气通入各子空调机，降低了电能的消耗；

(2)本发明在通过调节子空调机无法满足对应子区域的温湿度需求的情况下，通过深度优先搜索算法遍历邻近子空调机进行温湿度调节，有效保证了机房内数据服务器的工作环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于电气自动化控制精密空调的系统结构示意图；

图2为本发明基于电气自动化控制精密空调的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1所示，本实施例提供一种基于电气自动化控制精密空调的系统，用于对机房中的数据服务器进行环境调节，包括：微控制器、精密空调机组、环境检测装置、通风系统，所述微控制器分别与所述精密空调机组、环境检测装置连接，所述通风系统设于所述机房内部。

其中，所述精密空调机组包括若干台子空调机，若干台所述子空调机悬空布设在所述数据服务器的顶部；所述机房划分有若干个子区域，每个子区域设有一台所述子空调机，通过所述子空调机对该子区域进行环境调节。本实施例中，每个子区域设有四台数据服务器，长、宽方向各两台，所述子空调机悬空布设与四台所述数据服务器的中心位置；所述子空调机通过悬挂的方式或通过支架固定的方式悬空布设在所述数据服务器的顶部。

每台所述子空调机包括壳体，所述壳体底部(即所述壳体与所述数据服务器相邻的一面)设有出风网，所述壳体的四个侧面分别设有进风网，所述出风网处设有风扇，便于气体的排出，提高换热效率；所述壳体内部设有制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统；所述制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统上分别设有第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，通过电磁阀控制各系统的开闭。

所述制冷系统采用蒸发压缩式制冷循环系统，利用制冷剂蒸发时吸收汽化潜热进行制冷，包括顺次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器；所述制冷系统中实现制冷循环的工作介质是制冷剂，所述制冷剂的临界温度随压力的增加而升高，首先，通过压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器在高压下冷却，气体会在较高的温度下散热冷凝成液体，高压的液体制冷剂通过所述膨胀阀使液体制冷剂的压力迅速下降后到达所述蒸发器，通过所述蒸发器使液体制冷剂在较低的压力温度下沸腾，对所述进风网吸入的气体进行降温后，通过所述出风网排出，完成降温。

所述加热系统包括电热管，通过所述电加热管加热的方式对所述进风网吸入的气体进行加热后，通过所述出风网排出，完成加热。

所述加湿系统通过对水加热形成水蒸气的方式实现加湿，所述加湿系统包括储液罐、红外加湿灯管，通过所述红外加湿灯管对所述储液罐中的水进行蒸发形成水蒸气，所述水蒸气同所述进风网吸入的气体一起，通过所述出风网排出，完成加湿。

所述去湿系统采用干燥过滤器，通过所述干燥过滤器对所述进风网吸入的气体进行干燥处理后，通过所述出风网排出，完成去湿。

所述环境检测装置用于检测机房中每个子区域的温度、湿度；所述环境检测装置包括温度传感器、湿度传感器，每个所述子区域内均设有一个或多个温度传感器、湿度传感器。

所述微控制器基于机房内各子区域内环境检测装置所采集的数据，对各个所述子空调机进行控制，完成机房内各子区域的环境调节，从而能够根据机房内各数据服务器的工作情况对相应子区域内的子空调机进行控制，保证数据服务器的工作环境，防止热点的出现。

所述通风系统用于使所述机房内的空气保持流动，在制冷、加热、加湿、去湿的过程中，便于通过空气进行换热；同时，通过空气的流动能够有效防止尘埃的沉积。

进一步地优化方案，所述精密空调机组还包括进气管网、第一温度采集器、第二温度采集器，所述进气管网分别与若干个所述子空调机连接，所述第一温度采集器、第二温度采集器分别与所述微控制器连接。

其中，每台所述子空调机顶部设有进气口，所述进气管网分别与若干台所述子空调机的进气口连接，所述进气管网的进气端设于所述机房的室外，所述进气管网上设有第五电磁阀。所述第一温度采集器用于采集机房内的温度，所述第二温度采集器用于采集机房室外的温度；制冷过程中，当所述机房内的温度高于所述机房室外的温度时，所述第五电磁阀打开，通过所述进气管网将室外空气通入各个所述子空调机内，节约能源；否则，关闭所述第五电磁阀。

进一步地优化方案，所述进风网、出风网处均设有过滤网，所述过滤网用于对进、出所述子空调机的气体进行尘埃过滤，保证机房内空气的洁净度。

进一步地优化方案，基于电气自动化控制精密空调的系统还包括远程监控终端，所述远程监控终端与所述微控制器连接，所述微控制器上设有通信模块，所述远程监控终端通过所述通信模块向所述微控制器发送对所述精密空调机组进行参数设置以及开关机；所述远程监控终端还通过所述通信模块接收所述微控制器发送的机房环境监控数据，从而能够实时掌控机房的温湿度情况，还能在所述精密空调机组出现故障时第一时间发现并解决。

参照图2所示，本实施例提供一种基于电气自动化控制精密空调的方法，包括如下步骤：

实时检测所述机房中每个子区域的温湿度，并基于每个子区域的温湿度，控制各子区域的子空调机进行温湿度调节；

当所述子区域的温湿度超标时间超出预设阈值时，通过深度优先搜索算法遍历未工作的子空调机，并进行参数调节，直至所述子区域温湿度达标；本实施例中，超标时间的预设阈值为30分钟；

遍历完成所有未工作的子空调机且所述子区域温湿度仍未达标的情况下，基于深度优先搜索算法遍历相邻子空调机，并进行参数调节，直至所述子区域温湿度达标。

本发明具有以下技术效果：

(1)本发明提供一种基于电气自动化控制精密空调的系统及方法，将机房划分有若干个子区域，每个子区域设置一台或多台子空调机，并通过每个子区域的温湿度传感器进行环境温度检测，从而根据各子区域的环境信息针对性地进行温湿度调节，在各服务器发热量波动大的情况下，能够满足不同服务器对温湿度的调节，且有效避免了热点问题的发生，实现了高热密度冷却过程中的均匀性，降低了电能的消耗；同时本发明通过进气管网连通室外空气，在室外空气温度低于室内时，通过进气管网将室外空气通入各子空调机，降低了电能的消耗；

(2)本发明在通过调节子空调机无法满足对应子区域的温湿度需求的情况下，通过深度优先搜索算法遍历邻近子空调机进行温湿度调节，有效保证了机房内数据服务器的工作环境。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。